Question

12．化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化．某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定．测定中和热的实验装置如图所示：
（1）该图中有两处仪器未画出，它们是泡沫塑料板（硬纸板）、环形玻璃搅拌棒．
（2）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式为（中和热数值为57.3kJ/mol）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（3）取55mLNaOH溶液和25mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表．

实验次数	起始温度t1/℃			终止温度t2/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm²，中和后生成溶液的比热容c=4.08J/（g•℃）．则中和热△H=-52.2kJ/mol（取小数点后一位）．
（4）有关中和热测定实验，下列说法错误的是bc
a．用温度计测定NaOH溶液起始温度后马上直接测定H₂SO₄溶液的温度会导致中和热数值比57.3低
b．温度计的冲洗液应倒入小烧杯参与反应
c．混合硫酸和氢氧化钠溶液时应分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．若装置完全相同，操作均没失误，取110mLNaOH溶液和50mL硫酸溶液进行实验，误差比55mLNaOH溶液和25mL硫酸溶液进行实验误差小．

Answer 1

分析 （1）由图可知缺少泡沫塑料板（硬纸板）、环形玻璃搅拌棒；
（2）中和热是强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，标注物质聚集状态和对应焓变写出热化学方程式；
（3）先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值，根据Q=m•c•△T计算；
（4）a．温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H₂SO₄测温度，硫酸的起始温度偏高；
b．温度计的冲洗液不能倒入小烧杯参与反应；
c．尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中；
d．试剂用量加倍，中和放出的热量加倍，但中和热不变，有利于减小实验误差．

解答 解：（1）为减少热量的散失，需增加泡沫塑料板（硬纸板），在中和反应过程中需用环形玻璃搅拌棒，
故答案为：泡沫塑料板（硬纸板）；环形玻璃搅拌棒；
（2）稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和稀氢氧化钠溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则反应的热化学方程式为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（3）4次温度差分别为：4.0℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，第2次数据无效，其余3次温度差平均值$\frac{4.0+3.9+4.1}{3}$℃=4.0℃，
 55mL0.50mol/L氢氧化钠与25mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.025L×0.50mol/L×2=0.025mol，溶液的质量为：80ml×1g/ml=80g，温度变化的值为△T=4.0℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=80g×4.08J/（g•℃）×4.0℃=1305.6J，即1.3056KJ，所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.3056kJ}{0.025mol}$=-52.2kJ/mol，
故答案为：-52.2kJ/mol；
 （4）a．用温度计测定NaOH溶液起始温度后马上直接测定H₂SO₄溶液的温度，由于温度计上会有氢氧化钠，氢氧化钠与硫酸反应放热，导致硫酸的起始温度偏高，那么试验后温度增加量就比实际要小，导致中和热数值比57.3低，故a正确；
b．温度计的冲洗液不能倒入小烧杯参与反应，否则会使整个溶液的质量增大，温度上升的值减小，使测得的中和热数值偏小，故b错误；
c．尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，否则容易是热量损坏，测定结果偏小，故c错误；
d．若装置完全相同，操作均没失误，试剂用量加倍，中和放出的热量加倍，但中和热不变，由于这个实验的关键是减少热量的散失，当实验放出的热越多，散失的那部分相对于总热量就越小，则误差越小，故d正确；
故答案为：bc．

点评 本题通过中和热实验测定为载体考查学生中和热的测定知识，涉及热化学方程式的书写、中和热的计算、误差分析等，题目难度不大，明确实验原理是解题关键．